JP2001156029A - 少ない欠陥のための後ＣｕＣＭＰ - Google Patents
少ない欠陥のための後ＣｕＣＭＰInfo
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- H01L21/76838—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the conductors
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- H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
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- H01L21/321—After treatment
- H01L21/32115—Planarisation
- H01L21/3212—Planarisation by chemical mechanical polishing [CMP]
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 表面の欠陥数が大幅に減少し、近接したライ
ン間の漏洩が減少するようなＣｕおよびＣｕ合金の平坦
化を可能にする方法を提供する。 【解決手段】 欠陥を減少させ、パッシベーションを行
うために、またライン間の漏洩を減少させるため、Ｃｕ
メタライゼーションは、ＣＭＰおよび障壁層の除去に続
いて表面の欠陥を除去することにより処理される。ある
態様は、ＣＭＰおよび障壁層を除去し、酸化銅を除去す
るためにクエン酸、水酸化アンモニウムおよび脱イオン
水を含む溶液を使用してバフ研磨を行い、脱イオン水ま
たは抑制剤溶液を使用してリンスを行い、研磨スラリー
を使用してバフ研磨を行い、脱イオン水または抑制剤溶
液を使用してリンスを行うという連続的なステップを有
する。
ン間の漏洩が減少するようなＣｕおよびＣｕ合金の平坦
化を可能にする方法を提供する。 【解決手段】 欠陥を減少させ、パッシベーションを行
うために、またライン間の漏洩を減少させるため、Ｃｕ
メタライゼーションは、ＣＭＰおよび障壁層の除去に続
いて表面の欠陥を除去することにより処理される。ある
態様は、ＣＭＰおよび障壁層を除去し、酸化銅を除去す
るためにクエン酸、水酸化アンモニウムおよび脱イオン
水を含む溶液を使用してバフ研磨を行い、脱イオン水ま
たは抑制剤溶液を使用してリンスを行い、研磨スラリー
を使用してバフ研磨を行い、脱イオン水または抑制剤溶
液を使用してリンスを行うという連続的なステップを有
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、優れた平坦性を有
し、欠陥が少なく、ライン間の漏洩が少ない半導体デバ
イスにおける銅（Ｃｕ）および／またはＣｕ合金メタラ
イゼーションに関する。本発明は、サブミクロンデザイ
ンフィーチャを有し、信頼性の高い高導電率の素子間ラ
イン構造を有する高速集積回路の製造に適用可能であ
る。
し、欠陥が少なく、ライン間の漏洩が少ない半導体デバ
イスにおける銅（Ｃｕ）および／またはＣｕ合金メタラ
イゼーションに関する。本発明は、サブミクロンデザイ
ンフィーチャを有し、信頼性の高い高導電率の素子間ラ
イン構造を有する高速集積回路の製造に適用可能であ
る。
【０００２】
【従来の技術】ＵＬＳＩ半導体配線技術に伴う高密度お
よび高性能に向けて増大する要求は、相互接続技術にお
ける対応した変化を必要とする。特にサブミクロンバイ
ア、コンタクトおよびトレンチが小型化により課せられ
る高アスペクト比を有する場合には、このような増大す
る要求を、低ＲＣ（抵抗および静電容量）相互接続パタ
ーンを提供する観点から満足させることは困難であっ
た。
よび高性能に向けて増大する要求は、相互接続技術にお
ける対応した変化を必要とする。特にサブミクロンバイ
ア、コンタクトおよびトレンチが小型化により課せられ
る高アスペクト比を有する場合には、このような増大す
る要求を、低ＲＣ（抵抗および静電容量）相互接続パタ
ーンを提供する観点から満足させることは困難であっ
た。
【０００３】従来の半導体デバイスは、不純物が通常添
加された単結晶シリコンの半導体基板と複数の連続的に
形成された層間絶縁膜および導電性パターンを有する。
集積回路は、配線間間隔により分離された導電性ライン
を有する複数の導電性パターンと、バスライン、ビット
ライン、ワードラインおよび論理素子間ラインなどの複
数の相互接続ラインを含むように形成されている。通
常、異なる層、すなわち上部層および下部層の導電パタ
ーンはバイアホールを充填する導電性プラグにより電気
的に接続されているが、コンタクトホールを充填する導
電性プラグはソース／ドレーン領域のような半導体基板
上の活性領域と電気的接触を行う。導電性ラインは、半
導体基板に対して通常ほぼ水平に延びているトレンチ内
に形成される。デバイスがサブミクロンレベルに幾何学
的に縮小するにつれて、５つ以上のレベルのメタライゼ
ーションを有する半導体「チップ」が一般的になってき
ている。
加された単結晶シリコンの半導体基板と複数の連続的に
形成された層間絶縁膜および導電性パターンを有する。
集積回路は、配線間間隔により分離された導電性ライン
を有する複数の導電性パターンと、バスライン、ビット
ライン、ワードラインおよび論理素子間ラインなどの複
数の相互接続ラインを含むように形成されている。通
常、異なる層、すなわち上部層および下部層の導電パタ
ーンはバイアホールを充填する導電性プラグにより電気
的に接続されているが、コンタクトホールを充填する導
電性プラグはソース／ドレーン領域のような半導体基板
上の活性領域と電気的接触を行う。導電性ラインは、半
導体基板に対して通常ほぼ水平に延びているトレンチ内
に形成される。デバイスがサブミクロンレベルに幾何学
的に縮小するにつれて、５つ以上のレベルのメタライゼ
ーションを有する半導体「チップ」が一般的になってき
ている。
【０００４】バイアホールを充填する導電性プラグは、
通常、少なくとも１つの導電パターンを有する導電層の
上に層間絶縁膜を堆積し、層間絶縁膜を貫通する開口部
を形成し、タングステン（Ｗ）などの導電性材料を使用
して開口部を充填することにより形成される。層間絶縁
膜の表面上の過剰な導電性材料は、ケミカルメカニカル
ポリシング（ＣＭＰ）により通常除去される。そのよう
な方法の１つはダマシンとして知られており、層間絶縁
膜に開口部を形成するステップと、金属を使用して開口
部を充填するステップを基本的に含んでいる。デュアル
ダマシン技術は、上部のトレンチ部分につながっている
下部コンタクトホールまたはバイアホール部分を有する
開口部を形成するステップを含んでいる。導電性ライン
と電気的に接触している導電性プラグを同時に形成する
ために、開口部全体は通常金属の導電性材料で充填され
ている。
通常、少なくとも１つの導電パターンを有する導電層の
上に層間絶縁膜を堆積し、層間絶縁膜を貫通する開口部
を形成し、タングステン（Ｗ）などの導電性材料を使用
して開口部を充填することにより形成される。層間絶縁
膜の表面上の過剰な導電性材料は、ケミカルメカニカル
ポリシング（ＣＭＰ）により通常除去される。そのよう
な方法の１つはダマシンとして知られており、層間絶縁
膜に開口部を形成するステップと、金属を使用して開口
部を充填するステップを基本的に含んでいる。デュアル
ダマシン技術は、上部のトレンチ部分につながっている
下部コンタクトホールまたはバイアホール部分を有する
開口部を形成するステップを含んでいる。導電性ライン
と電気的に接触している導電性プラグを同時に形成する
ために、開口部全体は通常金属の導電性材料で充填され
ている。
【０００５】ＣｕおよびＣｕ合金は、相互接続メタライ
ゼーションのアルミニウムに代わる候補として相当の注
目を受けている。銅は、アルミニウムよりも比較的低価
格であり、処理しやすく、また抵抗が低い。さらに、タ
ングステンと比較して銅は電気的特性が良いので、銅は
導電性プラグおよび導電性配線として使用するのに望ま
しい金属となっている。
ゼーションのアルミニウムに代わる候補として相当の注
目を受けている。銅は、アルミニウムよりも比較的低価
格であり、処理しやすく、また抵抗が低い。さらに、タ
ングステンと比較して銅は電気的特性が良いので、銅は
導電性プラグおよび導電性配線として使用するのに望ま
しい金属となっている。
【０００６】銅プラグおよび配線を形成する方法は、ダ
マシン構造の使用を含んでいる。しかし、二酸化ケイ素
のような層間絶縁膜材料への銅の拡散のために、銅相互
接続構造は、拡散障壁層により封入されなければならな
い。代表的な拡散障壁金属には、タンタル（Ｔａ）、タ
ンタル窒化物（ＴａＮ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、チタ
ンタングステン（ＴｉＷ）、タングステン（Ｗ）、タン
グステン窒化物（ＷＮ）、チタン−窒化チタン（Ｔｉ−
ＴｉＮ）、チタン窒化ケイ素（ＴｉＳｉＮ）、タングス
テン窒化ケイ素（ＷＳｉＮ）、タンタル窒化ケイ素（Ｔ
ａＳｉＮ）および銅を封入するための窒化ケイ素が含ま
れる。銅を封入するためのこのようなバリア材料の使用
は、銅と層間絶縁膜の界面に制限されず、他の金属との
界面を含んでいる。
マシン構造の使用を含んでいる。しかし、二酸化ケイ素
のような層間絶縁膜材料への銅の拡散のために、銅相互
接続構造は、拡散障壁層により封入されなければならな
い。代表的な拡散障壁金属には、タンタル（Ｔａ）、タ
ンタル窒化物（ＴａＮ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、チタ
ンタングステン（ＴｉＷ）、タングステン（Ｗ）、タン
グステン窒化物（ＷＮ）、チタン−窒化チタン（Ｔｉ−
ＴｉＮ）、チタン窒化ケイ素（ＴｉＳｉＮ）、タングス
テン窒化ケイ素（ＷＳｉＮ）、タンタル窒化ケイ素（Ｔ
ａＳｉＮ）および銅を封入するための窒化ケイ素が含ま
れる。銅を封入するためのこのようなバリア材料の使用
は、銅と層間絶縁膜の界面に制限されず、他の金属との
界面を含んでいる。
【０００７】従来のＣＭＰ技術において、ウェーハキャ
リアアセンブリはＣＭＰ装置内のポリシングパッドと接
触させて回転される。ポリシングパッドは、回転するタ
ーンテーブルあるいはプラテン上に搭載されているか、
外部の駆動力により駆動されて静止しているポリシング
テーブルの上で動いている。ウェーハは、ウェーハをポ
リシングパッドに対して押し付ける制御可能な圧力を供
給するキャリアあるいはポリシングヘッド上に通常搭載
されている。したがって、ＣＭＰ装置は、ウェーハとポ
リシングパッドの間に力を加えながら化学的作用および
機械的作用の双方を行うために、反応性溶液内の研磨粒
子の有無にかかわらず研磨薬剤を散布しながら薄い半導
体ウェーハの各々の表面とポリシングパッドとの間のポ
リシングすなわち摩擦運動を行う。
リアアセンブリはＣＭＰ装置内のポリシングパッドと接
触させて回転される。ポリシングパッドは、回転するタ
ーンテーブルあるいはプラテン上に搭載されているか、
外部の駆動力により駆動されて静止しているポリシング
テーブルの上で動いている。ウェーハは、ウェーハをポ
リシングパッドに対して押し付ける制御可能な圧力を供
給するキャリアあるいはポリシングヘッド上に通常搭載
されている。したがって、ＣＭＰ装置は、ウェーハとポ
リシングパッドの間に力を加えながら化学的作用および
機械的作用の双方を行うために、反応性溶液内の研磨粒
子の有無にかかわらず研磨薬剤を散布しながら薄い半導
体ウェーハの各々の表面とポリシングパッドとの間のポ
リシングすなわち摩擦運動を行う。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ダマシン埋込み層のＣ
ＭＰのような場合に、腐食、スクラッチ、ピッティング
および埋込み研磨粒子など、高度の表面欠陥を生成させ
ずに銅の表面を平坦化することは非常に困難である。銅
フィーチャーの密集した配列は、ダマシン技術によって
二酸化ケイ素層のような層間絶縁膜内に通常形成され、
その中にトレンチが初めに形成される。次に、タンタル
を含有する層、たとえばＴａ、ＴａＮのような障壁層が
トレンチを内張して、二酸化ケイ素の層間絶縁膜の上面
上に堆積される。次にＣｕまたはＣｕ合金が、電気メッ
キ、無電解メッキ、摂氏約５０度から摂氏約１５０度に
おける物理的蒸着（ＰＶＤ）、あるいは摂氏約２００度
における化学的蒸着（ＣＶＤ）によって、通常約８，０
００Åから約１８，０００Åの厚さに堆積される。この
後、ＣＭＰが行われ、障壁層の上で停止するＣｕまたは
Ｃｕ合金オーバーバーデンが除去される。次に、障壁層
を除去するために、化学薬剤と研磨粒子の混合物を使用
して、バフ研磨によりポリシングが続けられる。あるい
は、ＣＭＰは層間絶縁膜まで直接に行うこともできる。
バフ研磨は層間絶縁膜の表面に対して任意に行われ、欠
陥が極めて集中している露出面を有するダマシン開口部
を充填しているＣｕまたはＣｕ合金を残す。これらの欠
陥には、腐食（たとえば、腐食しみ）、マイクロスクラ
ッチ、マイクロピッティングおよび表面研磨粒子が含ま
れる。
ＭＰのような場合に、腐食、スクラッチ、ピッティング
および埋込み研磨粒子など、高度の表面欠陥を生成させ
ずに銅の表面を平坦化することは非常に困難である。銅
フィーチャーの密集した配列は、ダマシン技術によって
二酸化ケイ素層のような層間絶縁膜内に通常形成され、
その中にトレンチが初めに形成される。次に、タンタル
を含有する層、たとえばＴａ、ＴａＮのような障壁層が
トレンチを内張して、二酸化ケイ素の層間絶縁膜の上面
上に堆積される。次にＣｕまたはＣｕ合金が、電気メッ
キ、無電解メッキ、摂氏約５０度から摂氏約１５０度に
おける物理的蒸着（ＰＶＤ）、あるいは摂氏約２００度
における化学的蒸着（ＣＶＤ）によって、通常約８，０
００Åから約１８，０００Åの厚さに堆積される。この
後、ＣＭＰが行われ、障壁層の上で停止するＣｕまたは
Ｃｕ合金オーバーバーデンが除去される。次に、障壁層
を除去するために、化学薬剤と研磨粒子の混合物を使用
して、バフ研磨によりポリシングが続けられる。あるい
は、ＣＭＰは層間絶縁膜まで直接に行うこともできる。
バフ研磨は層間絶縁膜の表面に対して任意に行われ、欠
陥が極めて集中している露出面を有するダマシン開口部
を充填しているＣｕまたはＣｕ合金を残す。これらの欠
陥には、腐食（たとえば、腐食しみ）、マイクロスクラ
ッチ、マイクロピッティングおよび表面研磨粒子が含ま
れる。
【０００９】ＣｕおよびＣｕ合金ウェーハは、酸化物や
窒化物のような絶縁体よりも平坦化中にスクラッチをつ
ける傾向が非常に高いことを示している。ＣｕまたはＣ
ｕ合金の表面は、非常に容易に腐食し、高いｐＨまたは
低いｐＨの水を含む環境でパッシベートすることが困難
である。ＣｕまたはＣｕ合金を平坦化する従来の実例
が、残念ながら、平坦化後に多数の欠陥をもたらす。特
にデバイスの幾何学形状がディープサブミクロン領域に
縮小するに伴い、従来のウェーハ洗浄のみでは、デバイ
スの性能と信頼性に悪影響を与えるこのような欠陥を完
全に排除することはできない。さらに、特に小型化に対
する強い要求を満たすためにライン間の距離が減少する
に伴い、ライン間に漏洩を生じさせずにＣｕまたはＣｕ
合金ラインの密集した配列を含む表面を効率的に平坦化
することは困難である。
窒化物のような絶縁体よりも平坦化中にスクラッチをつ
ける傾向が非常に高いことを示している。ＣｕまたはＣ
ｕ合金の表面は、非常に容易に腐食し、高いｐＨまたは
低いｐＨの水を含む環境でパッシベートすることが困難
である。ＣｕまたはＣｕ合金を平坦化する従来の実例
が、残念ながら、平坦化後に多数の欠陥をもたらす。特
にデバイスの幾何学形状がディープサブミクロン領域に
縮小するに伴い、従来のウェーハ洗浄のみでは、デバイ
スの性能と信頼性に悪影響を与えるこのような欠陥を完
全に排除することはできない。さらに、特に小型化に対
する強い要求を満たすためにライン間の距離が減少する
に伴い、ライン間に漏洩を生じさせずにＣｕまたはＣｕ
合金ラインの密集した配列を含む表面を効率的に平坦化
することは困難である。
【００１０】表面の欠陥数が大幅に減少し、近接したラ
イン間の漏洩が減少するようなＣｕおよびＣｕ合金の平
坦化を可能にする方法が要望されている。従来のＣＭＰ
およびバフ研磨技術および装置と互換性があるそのよう
な平坦化を可能にする方法がさらに求められている。
イン間の漏洩が減少するようなＣｕおよびＣｕ合金の平
坦化を可能にする方法が要望されている。従来のＣＭＰ
およびバフ研磨技術および装置と互換性があるそのよう
な平坦化を可能にする方法がさらに求められている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の一態様は、表面
欠陥が大幅に低減されたＣｕおよびＣＵ合金を平坦化す
る効率的な方法である。
欠陥が大幅に低減されたＣｕおよびＣＵ合金を平坦化す
る効率的な方法である。
【００１２】本発明の他の態様は、銅メタライゼーショ
ンを含む平坦化された表面を処理して、表面欠陥とライ
ン間の漏洩を大幅に減少させる効率的な方法である。
ンを含む平坦化された表面を処理して、表面欠陥とライ
ン間の漏洩を大幅に減少させる効率的な方法である。
【００１３】本発明の別の態様および他の特徴は、部分
的には以下の説明で詳述され、また部分的には以下の説
明を検討することで当業者にとって明らかになり、ある
いは本発明の実施形態から知ることができる。本発明の
態様は、特許請求の範囲で特に指摘されるように実現お
よび取得することができる。
的には以下の説明で詳述され、また部分的には以下の説
明を検討することで当業者にとって明らかになり、ある
いは本発明の実施形態から知ることができる。本発明の
態様は、特許請求の範囲で特に指摘されるように実現お
よび取得することができる。
【００１４】本発明によれば、上記および他の態様は、
銅（Ｃｕ）またはＣｕ合金を含む表面を平坦化し、表面
の欠陥を減少させる方法によって部分的に実施される。
本方法は、ケミカルメカニカルポリシング（ＣＭＰ）を
行って前記表面を平坦化するステップと、研磨スラリー
を使用してバフ研磨を行うステップと、抑制剤溶液 (in
hibitor solution) を使用してリンスを行うステップ
と、溶液を使用してバフ研磨を行い、酸化銅を除去する
ステップと、抑制剤を使用してリンスを行うステップ
と、を含む。
銅（Ｃｕ）またはＣｕ合金を含む表面を平坦化し、表面
の欠陥を減少させる方法によって部分的に実施される。
本方法は、ケミカルメカニカルポリシング（ＣＭＰ）を
行って前記表面を平坦化するステップと、研磨スラリー
を使用してバフ研磨を行うステップと、抑制剤溶液 (in
hibitor solution) を使用してリンスを行うステップ
と、溶液を使用してバフ研磨を行い、酸化銅を除去する
ステップと、抑制剤を使用してリンスを行うステップ
と、を含む。
【００１５】本発明の他の態様は、ＣｕまたはＣｕ合金
を含むウェーハ表面を平坦化し、表面の欠陥を減少させ
る方法であり、この方法は、（ａ）ケミカルメカニカル
ポリシング（ＣＭＰ）を行って前記表面を平坦化するス
テップと、（ｂ）溶液を使用してバフ研磨を行い、酸化
銅を除去するステップと、（ｃ）脱イオン水あるいは抑
制剤溶液を使用してリンスを行うステップと、（ｄ）研
磨スラリーを使用してバフ研磨を行うステップと、
（ｅ）脱イオン水または抑制剤溶液を使用してリンスを
行うステップと、からなる連続的なステップを備えてい
る。
を含むウェーハ表面を平坦化し、表面の欠陥を減少させ
る方法であり、この方法は、（ａ）ケミカルメカニカル
ポリシング（ＣＭＰ）を行って前記表面を平坦化するス
テップと、（ｂ）溶液を使用してバフ研磨を行い、酸化
銅を除去するステップと、（ｃ）脱イオン水あるいは抑
制剤溶液を使用してリンスを行うステップと、（ｄ）研
磨スラリーを使用してバフ研磨を行うステップと、
（ｅ）脱イオン水または抑制剤溶液を使用してリンスを
行うステップと、からなる連続的なステップを備えてい
る。
【００１６】本発明の実施形態は、ステップ（ｂ）にお
いて酸化銅を除去するために、クエン酸、水酸化アンモ
ニウムおよび脱イオン水を含む溶液、たとえば、約３．
９から約４．１のｐＨを有し、約２６重量％以下のクエ
ン酸と、約５重量％以下の水酸化アンモニウムと、脱イ
オン水を含む溶液を使用することを含んでいる。本発明
の実施形態は、障壁層（例えば、ＴａやＴａＮなどのＴ
ａ含有障壁層）で内張されＣｕまたはＣｕ合金で充填さ
れた二酸化ケイ素層間絶縁膜内の開口部を有する相互接
続構造を形成するステップと、クエン酸、水酸化アンモ
ニウムおよび脱イオン水を含む溶液を使用してバフ研磨
を行い、脱イオン水または抑制剤溶液を使用してリンス
を行い、研磨スラリーを使用してバフ研磨を行い、続い
て脱イオン水または抑制剤溶液を使用してリンスを行う
ことにより、平坦化およびバフ研磨されたＣｕまたはＣ
ｕ合金の露出上面を処理して表面欠陥を除去し、パッシ
ベーションを行うステップも含んでいる。
いて酸化銅を除去するために、クエン酸、水酸化アンモ
ニウムおよび脱イオン水を含む溶液、たとえば、約３．
９から約４．１のｐＨを有し、約２６重量％以下のクエ
ン酸と、約５重量％以下の水酸化アンモニウムと、脱イ
オン水を含む溶液を使用することを含んでいる。本発明
の実施形態は、障壁層（例えば、ＴａやＴａＮなどのＴ
ａ含有障壁層）で内張されＣｕまたはＣｕ合金で充填さ
れた二酸化ケイ素層間絶縁膜内の開口部を有する相互接
続構造を形成するステップと、クエン酸、水酸化アンモ
ニウムおよび脱イオン水を含む溶液を使用してバフ研磨
を行い、脱イオン水または抑制剤溶液を使用してリンス
を行い、研磨スラリーを使用してバフ研磨を行い、続い
て脱イオン水または抑制剤溶液を使用してリンスを行う
ことにより、平坦化およびバフ研磨されたＣｕまたはＣ
ｕ合金の露出上面を処理して表面欠陥を除去し、パッシ
ベーションを行うステップも含んでいる。
【００１７】本発明の更なる態様は、下記の詳細な説明
から当業者には容易に明らかとなるであろう。下記の詳
細な説明において、本発明を実施するために考えられる
最良の態様の単なる例示として、本発明の実施形態が説
明される。明らかなように、本発明は他の異なる実施形
態も可能であり、また、本発明のいくつかの細部は、本
発明から逸脱することなく様々な明白な点で修正するこ
とができる。したがって、図面および説明は本質的に例
示とみなされるべきであり、限定的なものとみなされる
べきではない。
から当業者には容易に明らかとなるであろう。下記の詳
細な説明において、本発明を実施するために考えられる
最良の態様の単なる例示として、本発明の実施形態が説
明される。明らかなように、本発明は他の異なる実施形
態も可能であり、また、本発明のいくつかの細部は、本
発明から逸脱することなく様々な明白な点で修正するこ
とができる。したがって、図面および説明は本質的に例
示とみなされるべきであり、限定的なものとみなされる
べきではない。
【００１８】
【発明の実施の形態】ＣｕのＣＭＰに従来使用されてい
たスラリーは、酸化剤、エッチング剤、錯化剤、および
抑制剤の複雑な混合物である。したがって、ＣＭＰ中に
複数の反応が起きる。表面欠陥を減少させるためには、
ポリシングプロセスの終了時にこれらの反応を完全に停
止させることが必要である。残念ながら、通常、従来の
ＣＭＰ法が原因となって、銅の表面酸化、腐食およびス
クラッチが発生する。
たスラリーは、酸化剤、エッチング剤、錯化剤、および
抑制剤の複雑な混合物である。したがって、ＣＭＰ中に
複数の反応が起きる。表面欠陥を減少させるためには、
ポリシングプロセスの終了時にこれらの反応を完全に停
止させることが必要である。残念ながら、通常、従来の
ＣＭＰ法が原因となって、銅の表面酸化、腐食およびス
クラッチが発生する。
【００１９】本発明は、腐食、スクラッチ、ピッティン
グ、埋込み研磨粒子などの欠陥を大幅に減少し、ディー
プサブミクロン領域のフィーチャーサイズを有する信頼
性の高い素子間ラインパターンに対する常に増加する要
求に合致したＣｕメタライゼーションの有効で効率的な
平坦化を可能にする。本開示を通じて使用される記号
「Ｃｕ」は、高純度の銅元素および銅系の合金、たとえ
ば少なくとも約８０重量％の銅を含む銅系合金を包含す
ることを意図している。
グ、埋込み研磨粒子などの欠陥を大幅に減少し、ディー
プサブミクロン領域のフィーチャーサイズを有する信頼
性の高い素子間ラインパターンに対する常に増加する要
求に合致したＣｕメタライゼーションの有効で効率的な
平坦化を可能にする。本開示を通じて使用される記号
「Ｃｕ」は、高純度の銅元素および銅系の合金、たとえ
ば少なくとも約８０重量％の銅を含む銅系合金を包含す
ることを意図している。
【００２０】本発明の態様は、ＣＭＰおよび障壁層除去
に続いてＣｕの表面を効率的に洗浄およびパッシベート
する戦略的な多段階プロセスを使用することにより実現
される。本発明の多段階法は、ＣＭＰおよび障壁層除去
中に生成された欠陥を含む埋込みＣｕメタライゼーショ
ンの表面の洗浄を行い、比較的欠陥が無く、パッシベー
トされた表面を残す。このような洗浄は、埋込みＣｕメ
タライゼーションの薄い表面層の除去、および／または
腐食しみ（通常は、腐食副産物と混合した酸化銅および
／または水酸化銅）の除去を含むことができる。本発明
による多段階法は、障壁層除去の後に研磨スラリーを使
用してバフ研磨を行うことによりＣｕメタライゼーショ
ンの露出面を処理し、抑制剤溶液を使用してリンスを行
い、酸化銅を除去することができる溶液、たとえば、ク
エン酸、水酸化アンモニウムおよび脱イオン水を含む溶
液を使用してバフ研磨を行い、次に抑制剤を使用してリ
ンスを行うことを含んでいる。
に続いてＣｕの表面を効率的に洗浄およびパッシベート
する戦略的な多段階プロセスを使用することにより実現
される。本発明の多段階法は、ＣＭＰおよび障壁層除去
中に生成された欠陥を含む埋込みＣｕメタライゼーショ
ンの表面の洗浄を行い、比較的欠陥が無く、パッシベー
トされた表面を残す。このような洗浄は、埋込みＣｕメ
タライゼーションの薄い表面層の除去、および／または
腐食しみ（通常は、腐食副産物と混合した酸化銅および
／または水酸化銅）の除去を含むことができる。本発明
による多段階法は、障壁層除去の後に研磨スラリーを使
用してバフ研磨を行うことによりＣｕメタライゼーショ
ンの露出面を処理し、抑制剤溶液を使用してリンスを行
い、酸化銅を除去することができる溶液、たとえば、ク
エン酸、水酸化アンモニウムおよび脱イオン水を含む溶
液を使用してバフ研磨を行い、次に抑制剤を使用してリ
ンスを行うことを含んでいる。
【００２１】本発明は、ＣＭＰによるＣｕおよびＣｕ合
金の平坦化から生ずる欠陥の劇的な減少を可能にする。
このような欠陥には、従来のＣｕのＣＭＰ中に発生する
表面酸化、腐食およびスクラッチを含む。本発明の一実
施形態は、従来の柔軟ポリシングパッドを使用するＣｕ
のＣＭＰまたは障壁層ＣＭＰ（たとえば、ＴａまたはＴ
ａＮ ＣＭＰ）に通常使用される従来の研磨スラリーを
用いてＣＭＰ後にウェーハ表面のスラリーバフ研磨を最
初に行う一連の操作ステップを有する方法である。この
ような従来のスラリーは、腐食抑制剤の有無にかかわら
ず研磨粒子を通常含んでいる。スラリーバフ研磨の後
に、ポリシングパッドからスラリーを除去するために、
たとえば脱イオン水を使用してポリシングパッドに高圧
リンスが行われる。この後、ウェーハの表面は、抑制剤
溶液、たとえばベンゾトリアゾール（ＢＴＡ）または５
−メチルトリアゾール（ＴＴＡ）および脱イオン水を含
む溶液を使用して洗浄される。
金の平坦化から生ずる欠陥の劇的な減少を可能にする。
このような欠陥には、従来のＣｕのＣＭＰ中に発生する
表面酸化、腐食およびスクラッチを含む。本発明の一実
施形態は、従来の柔軟ポリシングパッドを使用するＣｕ
のＣＭＰまたは障壁層ＣＭＰ（たとえば、ＴａまたはＴ
ａＮ ＣＭＰ）に通常使用される従来の研磨スラリーを
用いてＣＭＰ後にウェーハ表面のスラリーバフ研磨を最
初に行う一連の操作ステップを有する方法である。この
ような従来のスラリーは、腐食抑制剤の有無にかかわら
ず研磨粒子を通常含んでいる。スラリーバフ研磨の後
に、ポリシングパッドからスラリーを除去するために、
たとえば脱イオン水を使用してポリシングパッドに高圧
リンスが行われる。この後、ウェーハの表面は、抑制剤
溶液、たとえばベンゾトリアゾール（ＢＴＡ）または５
−メチルトリアゾール（ＴＴＡ）および脱イオン水を含
む溶液を使用して洗浄される。
【００２２】次に、クエン酸、水酸化アンモニウムおよ
び脱イオン水を含む溶液など、酸化銅を除去することが
できる溶液を使用してバフ研磨が行われる。適切な組成
は、約０．２０重量％から約３．２重量％の水酸化アン
モニウム、約２．０重量％から約２６重量％のクエン
酸、バランス脱イオン水を含んでいる。最終のリンスス
テップは、抑制剤溶液、たとえばＢＴＡまたはＴＴＡを
含む溶液を使用して行われる。
び脱イオン水を含む溶液など、酸化銅を除去することが
できる溶液を使用してバフ研磨が行われる。適切な組成
は、約０．２０重量％から約３．２重量％の水酸化アン
モニウム、約２．０重量％から約２６重量％のクエン
酸、バランス脱イオン水を含んでいる。最終のリンスス
テップは、抑制剤溶液、たとえばＢＴＡまたはＴＴＡを
含む溶液を使用して行われる。
【００２３】本発明に係る一連の操作ステップの実施に
伴う欠陥の劇的な減少を支えている正確なメカニズム
は、確実なところは判っていない。しかし、最初のスラ
リーバフ研磨ステップが表面膜を破壊し、その結果、酸
化銅およびその上の表面酸化物の除去を最小のスクラッ
チングで、あるいは事実上スクラッチング無しで可能に
すると思われる。ＢＴＡあるいはＴＴＡという抑制剤溶
液を使用する最終リンスステップは、新たに洗浄された
表面をパッシベートし、その結果それ以上の欠陥を防止
している。本発明の方法は、以前にポリシングされたウ
ェーハであっても表面の欠陥を７５％減少させることが
可能であることを実験は示した。
伴う欠陥の劇的な減少を支えている正確なメカニズム
は、確実なところは判っていない。しかし、最初のスラ
リーバフ研磨ステップが表面膜を破壊し、その結果、酸
化銅およびその上の表面酸化物の除去を最小のスクラッ
チングで、あるいは事実上スクラッチング無しで可能に
すると思われる。ＢＴＡあるいはＴＴＡという抑制剤溶
液を使用する最終リンスステップは、新たに洗浄された
表面をパッシベートし、その結果それ以上の欠陥を防止
している。本発明の方法は、以前にポリシングされたウ
ェーハであっても表面の欠陥を７５％減少させることが
可能であることを実験は示した。
【００２４】さらに別の実験と調査によって、研磨スラ
リーを使用した最初のバフ研磨ステップと酸化銅の除去
が可能な溶液を使用したバフ研磨ステップを逆にするこ
とにより、単に表面の欠陥が劇的に減少するのみではな
く、特に接近して配置されたＣｕあるいはＣｕ合金ライ
ン間の漏洩の防止あるいは大幅な減少も可能であること
が見出された。したがって、本発明の他の実施形態によ
れば、Ｃｕメタライゼーションおよび障壁層を除去する
ことによりウェーハ表面が最初に平坦化され、欠陥を含
む露出面は、酸化銅の除去が可能な溶液、たとえば、ク
エン酸、水酸化アンモニウムおよび脱イオン水を含む溶
液を使用した最初のバフ研磨、およびそれに続く脱イオ
ン水または抑制剤溶液を使用するリンスによって処理さ
れる。次にバフ研磨が研磨スラリーを使用して行われ、
続いて脱イオン水または抑制剤溶液を使用してリンスが
行われる。
リーを使用した最初のバフ研磨ステップと酸化銅の除去
が可能な溶液を使用したバフ研磨ステップを逆にするこ
とにより、単に表面の欠陥が劇的に減少するのみではな
く、特に接近して配置されたＣｕあるいはＣｕ合金ライ
ン間の漏洩の防止あるいは大幅な減少も可能であること
が見出された。したがって、本発明の他の実施形態によ
れば、Ｃｕメタライゼーションおよび障壁層を除去する
ことによりウェーハ表面が最初に平坦化され、欠陥を含
む露出面は、酸化銅の除去が可能な溶液、たとえば、ク
エン酸、水酸化アンモニウムおよび脱イオン水を含む溶
液を使用した最初のバフ研磨、およびそれに続く脱イオ
ン水または抑制剤溶液を使用するリンスによって処理さ
れる。次にバフ研磨が研磨スラリーを使用して行われ、
続いて脱イオン水または抑制剤溶液を使用してリンスが
行われる。
【００２５】本発明の実施形態による研磨スラリーを使
用するバフ研磨ステップは、アルミナまたはシリカ研磨
粒子のスラリーのような任意の従来のスラリーを使用し
て行うことができる。適切な抑制剤には、ベンゾトリア
ゾールおよび５−メチルトリアゾールが含まれる。酸化
銅を除去するための適切な溶液は、約３．９から約４．
１のｐＨを有し、約２．０重量％から約２６重量％のク
エン酸（約２．１６重量％から約２５．９重量％のクエ
ン酸など）のような約２６重量％以下のクエン酸と、約
０．２重量％から約３．２重量％の水酸化アンモニウム
（約０．２６重量％から約３．１重量％の水酸化アンモ
ニウムなど）のような約５重量％以下の水酸化アンモニ
ウムと、残りの脱イオン水を含むことができる。
用するバフ研磨ステップは、アルミナまたはシリカ研磨
粒子のスラリーのような任意の従来のスラリーを使用し
て行うことができる。適切な抑制剤には、ベンゾトリア
ゾールおよび５−メチルトリアゾールが含まれる。酸化
銅を除去するための適切な溶液は、約３．９から約４．
１のｐＨを有し、約２．０重量％から約２６重量％のク
エン酸（約２．１６重量％から約２５．９重量％のクエ
ン酸など）のような約２６重量％以下のクエン酸と、約
０．２重量％から約３．２重量％の水酸化アンモニウム
（約０．２６重量％から約３．１重量％の水酸化アンモ
ニウムなど）のような約５重量％以下の水酸化アンモニ
ウムと、残りの脱イオン水を含むことができる。
【００２６】本発明の実施形態により実現されるライン
間の少ない漏洩と結びついた欠陥の減少と表面パッシベ
ーションを支える正確なメカニズムは、確実なところは
判っていない。しかし、障壁層除去に続く本発明による
連続的な処理が、欠陥を含むＣｕメタライゼーションの
表面の薄い層を除去し、および／または腐食しみを除去
し、それ以上の欠陥の発生を避けるために比較的欠陥の
ない表面を迅速にパッシベートするものと思われる。静
的なエッチングと異なり腐食は一様ではなく、したがっ
て、回避すべきである。さらに、連続的な処理がライン
間のＣＭＰ副産物を除去し、その結果、漏洩を減少する
ものと思われる。
間の少ない漏洩と結びついた欠陥の減少と表面パッシベ
ーションを支える正確なメカニズムは、確実なところは
判っていない。しかし、障壁層除去に続く本発明による
連続的な処理が、欠陥を含むＣｕメタライゼーションの
表面の薄い層を除去し、および／または腐食しみを除去
し、それ以上の欠陥の発生を避けるために比較的欠陥の
ない表面を迅速にパッシベートするものと思われる。静
的なエッチングと異なり腐食は一様ではなく、したがっ
て、回避すべきである。さらに、連続的な処理がライン
間のＣＭＰ副産物を除去し、その結果、漏洩を減少する
ものと思われる。
【００２７】腐食抑制剤を使用する処理は、ベンゾトリ
アゾール（ＢＴＡ）や５−メチル−１−ベンゾトリアゾ
ール（ＴＴＡ）など、様々な腐食抑制剤のうち任意のも
のを約３秒から約１０秒の間（たとえば、約５秒間）使
用するステップを含むことができる。脱イオン水、クエ
ン酸および水酸化アンモニウムを含む溶液を使用する処
理が、Ｃｕメタライゼーションの表面の最高約１００Å
および／または表面腐食により発生した腐食しみ、マイ
クロスクラッチおよびピッティングを除去し、ほぼ欠陥
のない表面を残すものと思われる。この表面処理は、約
１０秒から約２０秒間、行うことができる。
アゾール（ＢＴＡ）や５−メチル−１−ベンゾトリアゾ
ール（ＴＴＡ）など、様々な腐食抑制剤のうち任意のも
のを約３秒から約１０秒の間（たとえば、約５秒間）使
用するステップを含むことができる。脱イオン水、クエ
ン酸および水酸化アンモニウムを含む溶液を使用する処
理が、Ｃｕメタライゼーションの表面の最高約１００Å
および／または表面腐食により発生した腐食しみ、マイ
クロスクラッチおよびピッティングを除去し、ほぼ欠陥
のない表面を残すものと思われる。この表面処理は、約
１０秒から約２０秒間、行うことができる。
【００２８】本発明の実施形態は、Ｃｕオーバーバーデ
ン (Cu overburden) および障壁層を様々な方法で除去
することを含む。Ｃｕオーバーバーデンの大部分を第一
のプラテン上のＣＭＰによって最初に除去し、障壁層の
上にＣｕの薄い不連続な膜を残すことが適切であること
が分かった。この後、残った薄い不連続なＣｕ膜と障壁
層を除去するために、第二のプラテン上でバフ研磨が行
われる。次いで、欠陥を含むＣｕメタライゼーションの
露出面が、第三のプラテン上で本発明による多段階手順
を行うことにより処理される。
ン (Cu overburden) および障壁層を様々な方法で除去
することを含む。Ｃｕオーバーバーデンの大部分を第一
のプラテン上のＣＭＰによって最初に除去し、障壁層の
上にＣｕの薄い不連続な膜を残すことが適切であること
が分かった。この後、残った薄い不連続なＣｕ膜と障壁
層を除去するために、第二のプラテン上でバフ研磨が行
われる。次いで、欠陥を含むＣｕメタライゼーションの
露出面が、第三のプラテン上で本発明による多段階手順
を行うことにより処理される。
【００２９】従来の基板および層間絶縁膜は本発明に包
含される。たとえば、基板は不純物が添加された単結晶
シリコンまたはガリウム砒素であってもよい。層間絶縁
膜は、半導体デバイスの製造において従来から使用され
ている様々な絶縁体の任意のもので構成することができ
る。たとえば、二酸化ケイ素、リンを添加したシリコン
ガラス（ＰＳＧ）、硼素およびリンを添加したシリコン
ガラス（ＢＰＳＧ）、およびプラズマＣＶＤ（ＰＥＣＶ
Ｄ）によってオルソケイ酸テトラエチル（ＴＥＯＳ）ま
たはシランから導出される二酸化ケイ素などの絶縁体が
使用できる。本発明による層間絶縁膜は、ポリアミドな
どのポリマーおよび炭素含有二酸化ケイ素を含む誘電体
含有量の低い材料でも構成することができる。開口部
は、従来のフォトリソグラフィ技術およびエッチング技
術によって層間絶縁膜中に形成される。
含される。たとえば、基板は不純物が添加された単結晶
シリコンまたはガリウム砒素であってもよい。層間絶縁
膜は、半導体デバイスの製造において従来から使用され
ている様々な絶縁体の任意のもので構成することができ
る。たとえば、二酸化ケイ素、リンを添加したシリコン
ガラス（ＰＳＧ）、硼素およびリンを添加したシリコン
ガラス（ＢＰＳＧ）、およびプラズマＣＶＤ（ＰＥＣＶ
Ｄ）によってオルソケイ酸テトラエチル（ＴＥＯＳ）ま
たはシランから導出される二酸化ケイ素などの絶縁体が
使用できる。本発明による層間絶縁膜は、ポリアミドな
どのポリマーおよび炭素含有二酸化ケイ素を含む誘電体
含有量の低い材料でも構成することができる。開口部
は、従来のフォトリソグラフィ技術およびエッチング技
術によって層間絶縁膜中に形成される。
【００３０】本発明の実施形態を、図１〜４に概略的に
示す。図１〜４において同様なフィーチャーは同様な参
照番号で示す。図１を参照すると、層間絶縁膜１０たと
えば二酸化ケイ素は、基板（図示せず）に重ねて形成さ
れている。複数の開口部１１は、オープンフィールドＢ
と境を接して導電性ラインの密集した配列が形成される
指定領域Ａに形成されている。障壁層１２たとえばＴａ
Ｎは、開口部１１を内張し、また二酸化ケイ素層間絶縁
膜１０の上面上に堆積される。通常、開口部１１は、約
１ミクロン未満（たとえば約０．２ミクロン）の距離Ｃ
だけ間隔を置いて配置される。次に、Ｃｕ層１３が、約
８，０００Åから約１８，０００Åの厚さＤに堆積され
る。
示す。図１〜４において同様なフィーチャーは同様な参
照番号で示す。図１を参照すると、層間絶縁膜１０たと
えば二酸化ケイ素は、基板（図示せず）に重ねて形成さ
れている。複数の開口部１１は、オープンフィールドＢ
と境を接して導電性ラインの密集した配列が形成される
指定領域Ａに形成されている。障壁層１２たとえばＴａ
Ｎは、開口部１１を内張し、また二酸化ケイ素層間絶縁
膜１０の上面上に堆積される。通常、開口部１１は、約
１ミクロン未満（たとえば約０．２ミクロン）の距離Ｃ
だけ間隔を置いて配置される。次に、Ｃｕ層１３が、約
８，０００Åから約１８，０００Åの厚さＤに堆積され
る。
【００３１】図１および図２を参照すると、初めに第一
のプラテン上でＣＭＰが行われ、Ｃｕオーバーバーデン
の大部分が除去され、ＴａＮ障壁層１２の上に薄い不連
続なＣｕ膜２０が残る。図２および図３に示すように、
バフ研磨が行われ、薄い不連続なＣｕ膜２０とＴａＮ層
１２が除去される。結果として得られるＣｕの相互接続
構造は、オープンフィールドＢと境を接するＣｕライン
１３の密集した配列Ａを有する。しかしながら、Ｃｕメ
タライゼーションの上面４０および絶縁体表面４１は、
米国カリフォルニア州サンタクララのアプライドマテリ
アルズ社から入手できるＯＲＢＯＴ（商標）アナライザ
で測定すると、主として腐食しみ、マイクロスクラッ
チ、マイクロピットおよび研磨スラリー粒子を含む容認
できないほど高い欠陥数、たとえば最良でも７５０個の
欠陥を示す。
のプラテン上でＣＭＰが行われ、Ｃｕオーバーバーデン
の大部分が除去され、ＴａＮ障壁層１２の上に薄い不連
続なＣｕ膜２０が残る。図２および図３に示すように、
バフ研磨が行われ、薄い不連続なＣｕ膜２０とＴａＮ層
１２が除去される。結果として得られるＣｕの相互接続
構造は、オープンフィールドＢと境を接するＣｕライン
１３の密集した配列Ａを有する。しかしながら、Ｃｕメ
タライゼーションの上面４０および絶縁体表面４１は、
米国カリフォルニア州サンタクララのアプライドマテリ
アルズ社から入手できるＯＲＢＯＴ（商標）アナライザ
で測定すると、主として腐食しみ、マイクロスクラッ
チ、マイクロピットおよび研磨スラリー粒子を含む容認
できないほど高い欠陥数、たとえば最良でも７５０個の
欠陥を示す。
【００３２】本発明によれば、Ｃｕメタライゼーション
の表面４０および絶縁体表面４１は、クエン酸、水酸化
アンモニウムおよび脱イオン水を含む溶液を使用してバ
フ研磨し、脱イオン水または抑制剤溶液を使用してリン
スし、研磨スラリーを使用してバフ研磨し、脱イオン水
または抑制剤溶液を使用してリンスするという連続的な
ステップを含む多段階手順により処理される。結果とし
て得られる表面は、ＯＲＢＯＴ（商標）アナライザで測
定したところ、大幅に減少した欠陥数、たとえば１３９
未満、さらに１００未満さえも示した。さらに、Ｃｕラ
イン間の領域には残渣および汚染がほとんど存在せず、
したがってＣｕライン間の漏洩が大幅に減少することも
分かった。
の表面４０および絶縁体表面４１は、クエン酸、水酸化
アンモニウムおよび脱イオン水を含む溶液を使用してバ
フ研磨し、脱イオン水または抑制剤溶液を使用してリン
スし、研磨スラリーを使用してバフ研磨し、脱イオン水
または抑制剤溶液を使用してリンスするという連続的な
ステップを含む多段階手順により処理される。結果とし
て得られる表面は、ＯＲＢＯＴ（商標）アナライザで測
定したところ、大幅に減少した欠陥数、たとえば１３９
未満、さらに１００未満さえも示した。さらに、Ｃｕラ
イン間の領域には残渣および汚染がほとんど存在せず、
したがってＣｕライン間の漏洩が大幅に減少することも
分かった。
【００３３】本発明は、様々な形式の任意のＣＭＰ装置
を使用する半導体製造の様々な段階において、ウェーハ
表面の平坦化に適用可能である。本発明は、ディープサ
ブミクロン領域の金属フィーチャーを有する高密度半導
体デバイスの製造において特に有用である。
を使用する半導体製造の様々な段階において、ウェーハ
表面の平坦化に適用可能である。本発明は、ディープサ
ブミクロン領域の金属フィーチャーを有する高密度半導
体デバイスの製造において特に有用である。
【００３４】本発明の好適な実施態様だけでなく、その
応用例の幾つかの例を本明細書で図示および説明した。
本明細書において説明したように、本発明は様々な他の
組み合わせと環境で使用することができ、本発明の概念
の範囲内で変更および修正が可能である。
応用例の幾つかの例を本明細書で図示および説明した。
本明細書において説明したように、本発明は様々な他の
組み合わせと環境で使用することができ、本発明の概念
の範囲内で変更および修正が可能である。
【図１】本発明の実施形態による方法の連続的な段階を
示す図である。
示す図である。
【図２】本発明の実施形態による方法の連続的な段階を
示す図である。
示す図である。
【図３】本発明の実施形態による方法の連続的な段階を
示す図である。
示す図である。
【図４】本発明の実施形態による方法の連続的な段階を
示す図である。
示す図である。
１０…層間絶縁膜、１１…開口部、１２…障壁層、１３
…Ｃｕ層、２０…Ｃｕ膜、４０…Ｃｕメタライゼーショ
ンの表面、４１…誘電体の表面。
…Ｃｕ層、２０…Ｃｕ膜、４０…Ｃｕメタライゼーショ
ンの表面、４１…誘電体の表面。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/306 Ｈ０１Ｌ 21/306 Ｆ 21/3205 Ｑ 21/88 Ｍ Ｋ (72)発明者 ツェ−ヨン ヤオ アメリカ合衆国， カリフォルニア州， サン フランシスコ， サード ストリー ト 2080 ナンバー10 (72)発明者 フレッド シー． レデカー アメリカ合衆国， カリフォルニア州， フリーモント， シオックス ドライヴ 1801 (72)発明者 ラジーヴ バジャジュ アメリカ合衆国， カリフォルニア州， フリーモント， メンドキーノ テラス 4827 (72)発明者 ユタオ マー アメリカ合衆国， カリフォルニア州， サニーヴェイル， サウス ガーランド テラス 688
Claims (14)
- 【請求項１】 銅（Ｃｕ）またはＣｕ合金を含む表面を
平坦化し、表面の欠陥を減少させる方法であって、 ケミカルメカニカルポリシング（ＣＭＰ）を行って、前
記表面を平坦化するステップと、 研磨スラリーを使用してバフ研磨を行うステップと、 抑制剤溶液を使用してリンスを行うステップと、 溶液を使用してバフ研磨を行い、酸化銅を除去するステ
ップと、 抑制剤を使用してリンスを行うステップと、を備える方
法。 - 【請求項２】 酸化銅を除去することができる前記溶液
は、クエン酸、水酸化アンモニウムおよび脱イオン水を
含み、 前記抑制剤溶液は、ベンゾトリアゾールまたは５−メチ
ルトリアゾールを含んでいる、請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 銅（Ｃｕ）またはＣｕ合金を含むウェー
ハ表面を平坦化し、表面の欠陥を減少させる方法であっ
て、 （ａ）ケミカルメカニカルポリシング（ＣＭＰ）を行っ
て前記表面を平坦化するステップと、 （ｂ）溶液を使用してバフ研磨を行い、酸化銅を除去す
るステップと、 （ｃ）脱イオン水または抑制剤溶液を使用してリンスを
行うステップと、 （ｄ）研磨スラリーを使用してバフ研磨を行うステップ
と、 （ｅ）脱イオン水または抑制剤溶液を使用してリンスを
行うステップと、からなる連続的なステップを備える方
法。 - 【請求項４】 ステップ（ｂ）で使用される前記溶液
は、クエン酸、水酸化アンモニウムおよび脱イオン水を
含む、請求項３記載の方法。 - 【請求項５】 ステップ（ｃ）および／またはステップ
（ｅ）で使用される前記抑制剤溶液は、ベンゾトリアゾ
ールまたは５−メチルトリアゾールを含む、請求項４記
載の方法。 - 【請求項６】 ステップ（ｂ）で使用される前記溶液
は、約２．０重量％から約２６重量％のクエン酸と、約
０．０２０重量％から約３．２重量％の水酸化アンモニ
ウムと、残りの脱イオン水とを含む、請求項４記載の方
法。 - 【請求項７】 ステップ（ｂ）で使用される前記溶液
は、約２．１６重量％から約２５．９重量％のクエン酸
と、約０．２６重量％から約３．１重量％の水酸化アン
モニウムを含む、請求項６記載の方法。 - 【請求項８】 ステップ（ｂ）で使用される前記溶液
は、約８．６３重量％のクエン酸と、約１．０３重量％
の水酸化アンモニウムを含む、請求項７記載の方法。 - 【請求項９】 前記抑制剤溶液は、約０．０１重量％か
ら約０．５０重量％のベンゾトリアゾールまたは５−メ
チル−１−ベンゾトリアゾールと脱イオン水を含む、請
求項５記載の方法。 - 【請求項１０】 ステップ（ｂ）で使用される前記溶液
は、約２６重量％以下のクエン酸と、約５重量％以下の
水酸化アンモニウムおよび／またはアミンと、残りの脱
イオン水を含む、請求項４記載の方法。 - 【請求項１１】 請求項４記載の方法であって、前記ウ
ェーハ表面は、 上面および少なくとも１つの開口部を有する層間絶縁膜
と、 前記開口部を内張し前記層間絶縁膜の上面上に存在する
障壁層と、 前記開口部を充填し前記層間絶縁膜の上に存在するＣｕ
またはＣｕ合金と、を含んでおり、 第一のプラテン上でＣＭＰを行い、ＣｕまたはＣｕ合金
層の大部分を除去して、ＣｕまたはＣｕ合金の不連続な
膜を障壁層の上に残留させ、 第二のプラテン上でバフ研磨を行い、前記ＣｕまたはＣ
ｕ合金の不連続な膜および障壁層を除去して、前記開口
部の中に欠陥を含む露出面を有するＣｕまたはＣｕ合金
層を残留させることによりステップ（ａ）を実行する請
求項４記載の方法。 - 【請求項１２】 ステップ（ｂ）からステップ（ｅ）ま
でを第三のプラテン上で行う請求項１１記載の方法。 - 【請求項１３】 ステップ（ｂ）で使用される前記溶液
は、約３．９から約４．１のｐＨを有する、請求項４記
載の方法。 - 【請求項１４】 ステップ（ｂ）で使用される前記溶液
は、約３．９から約４．１のｐＨを有する、請求項１０
記載の方法。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US14990499P | 1999-08-23 | 1999-08-23 | |
| US09/492,267 US6436302B1 (en) | 1999-08-23 | 2000-01-27 | Post CU CMP polishing for reduced defects |
| US09/492267 | 2000-01-27 | ||
| US60/149904 | 2000-01-27 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001156029A true JP2001156029A (ja) | 2001-06-08 |
Family
ID=26847139
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000252771A Pending JP2001156029A (ja) | 1999-08-23 | 2000-08-23 | 少ない欠陥のための後ＣｕＣＭＰ |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6436302B1 (ja) |
| JP (1) | JP2001156029A (ja) |
| TW (1) | TW469527B (ja) |
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